CZ304449B6

CZ304449B6 - Turniketový podavač pro fluidizaci sypké hmoty a způsob fluidizace sypké hmoty

Info

Publication number: CZ304449B6
Application number: CZ2013-204A
Authority: CZ
Inventors: Aleš Slíva; Jana Petrů; Marek Pagáč; Robert Čep; Robert Brázda
Original assignee: Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-05-07
Also published as: CZ2013204A3

Abstract

Řešení se týká turniketového podavače umožňujícího fluidizaci sypkých hmot. Je tvořen nosnou konstrukcí (1), ve které je uložen rotační buben (2) obsahující dutou hřídel (3) opatřenou lopatkami (4), přičemž nosná konstrukce (1) je opatřena násypkou a lopatky (4) jsou na spodních stranách opatřeny drážkami a v místech, kde se na dutou hřídel (3) napojují lopatky (4) jsou umístěny kanálky (5) pro přívod fluidizačního média. Řešení se rovněž týká způsobu fluidizace sypké hmoty pomocí tohoto podavače.

Description

Vynález je z oblasti dopravy obtížně tekoucích materiálů a konkrétně se týká nového typu turniketového podavače umožňujícího fluidizaci materiálu.

Současný stav techniky

V současné době se klade stále větší důraz na zlepšování tekutosti sypkých hmot v dopravních, manipulačních a skladovacích systémech. Tento fenomén je spojen se stále se zvětšující potřebou procesního zpracování materiálu v dopravních systémech. Důvod je zcela prostý - doprava, manipulace a skladování materiálu (se zaměřením na sypké materiály) zabírá stále důležitější složku při interakci výrobce versus zákazník v rámci logistiky celého procesu. Procesní zpracování, úprava materiálu při procesu transportu ve vztahu ke spokojenosti zákazníka hraje důležitou roli v celém řetězci.

Turniketové podavače tvoří podstatný prvek dopravního zařízení sloužícího pro dávkování a dopravu suchého sypkého a práškovitého materiálu bez tažného prvku (tj. bez např. pásu, lana, řetězu apod.). Jedná se o procesní dopravu především svislého charakteru, kde sypký materiál je dopravován z jednoho (nejčastěji skladovacího) zařízení na další dopravní systém (např. pásový dopravník) přes turniketový podavač, který dokáže sypký materiál procesně upravit (nejčastěji dávkování).

Předkládané řešení zařízení turniketového podavače procesně upravuje sypkou hmotu řízenou fluidizaci a tím zajišťuje dokonalou tekutost v komplexním procesu dopravy, manipulace a skladování sypké hmoty. V minulosti se vyskytla celá řada řešení určených pro rozvod média a následný proces mixování. Např. v dokumentu US 6 338 828 je distributor ukotven pevně uvnitř nádoby a médium proudí přes tento distributor, nebo např. v dokumentu US 5 318 360 je popsáno zařízení pro distribuci plynu do kapalin. Zařízení je složeno z rotační součásti s lopatkami a dutého hřídele. Plyn proudí přes dutý hřídel do děr po obvodu kotouče a lopatky zastávají funkci čeření tekutiny při rotaci a promíchávají plyn.

Řešení klasických komorových podavačů je uvedeno v dokumentech CN 200999156, CN 102060181, JP 6278832 a JP 58113015. U těchto zařízení se jedná o klasické komorové nebo dvoukomorové podavače, kde se nepředpokládá využití předkládaného principu fluidizace sypké hmoty.

Další skupinu tvoří průmyslové vysokotlaké podavače např. typ AKPV 1000-0,6 apod., kde podavač je vybaven funkcí fluidizace, která je realizována formou trysek umístěných v plášti zařízení, tzn. systém fluidizace přes hadičky do nádoby, nikoliv do těla rotoru jako v předkládaném řešení.

Speciální jsou také různé typy patentovaných zařízení stacionárního dvouplášťového charakteru, např. US 5 632 933, sloužících pro oddělení par při dopravě hmoty a následnou tepelnou výměnu. Zařízení je složeno z dvouplášťové konstrukce, kde dochází k výměně energie mezi vnitřním a vnějším pláštěm (odvod par, tepla apod.). Zařízení popsané v EP 1 948 354 tvoří systém pro vhánění plynu. Zařízení je opatřeno tryskou, za kterou je umístěná vrtulka, jež se otáčí a rozptyluje daný plyn.

Poslední skupinu tvoří zařízení, která jsou patrně nejbližším stavem techniky. Jedná se o zařízení popsané v JP 4 283 397, které plní např. funkci distribuce vzduchu ve formě bublinek ve flotační nádobě, přičemž vzduch proudí přes hřídel do „měchačky“, kde přes otvory dochází k distribuci

-1 CZ 304449 B6 vzduchu do kapaliny. Rozdíl oproti řešení podle vynálezu je v počtu a umístění fluidizacních kanálků a v konstrukci rotoru a statoru zařízení a také v tom, že zařízení podle vynálezu plní funkci dávkování materiálu. Dalším je zařízení podle dokumentu US 5 389 310, který popisuje distribuci vzduchu do kapaliny přes dutý hřídel, který tvoří rotor s lopatkami ve svislé ose. Rozdíl oproti řešení podle vynálezu je v konstrukci kanálků, počtu lopatek a poloze osy rotoru. Dalším je zařízení popsané v CZ 2999-92, které slouží k míchání plynu v kapalinách. Plyn proudí přes dutý hřídel do lopatek a následně dochází k distribuci plynu. Tato zařízení se odlišuje především systémem vhánění média do lopatek, konstrukcí kanálků, počtu kanálků včetně polohy. Zařízení podle vynálezu naproti tomu umožňuje kromě fluidizace také současné dávkování materiálu při současném otáčení rotoru s kanálky.

Podstata vynálezu

Mezi přiváděnou sypkou hmotou a lopatkou rotačního bubnu vzniká tření, které negativně ovlivňuje dopravu sypké hmoty. Kombinací pohybu rotačního bubnu a lopatek opatřených drážkami a kanálky s přiváděným fluidizaěním médiem lze významně pozitivně ovlivnit dopravu přiváděné sypké hmoty.

Turniketový podavač se skládá z násypkou opatřené nosné konstrukce a v ní uloženého rotačního bubnu obsahujícího dutou hřídel opatřenou lopatkami pro dopravu sypké hmoty. Ve spodní části lopatek jsou vyfrézovány drážky, kterých je buď vždy několik rovnoměrně rozdělených po celé spodní části lopatky, nebo je vždy pouze jedna drážka na každé jedné lopatce. Vybrání začíná v místě napojení lopatek na dutou hřídel a zužuje se směrem k okrajům lopatek až do ztracena. V místech, kde ve spodní části lopatek začínají drážky, tj. na spodní straně lopatek v místě jejich napojení na dutou hřídel, jsou umístěny kanálky pro přívod vzduchu. V případě konstrukce s více drážkami na každé lopatce je vždy na začátku každé drážky jeden kanálek.

Dutá hřídel je poháněna elektropohonem a jejím prostřednictvím je ke kanálkům ve spodní části lopatek přiváděno médium pod tlakem tak, aby byl zajištěn jeho rovnoměrný přívod do všech otvorů ve spodní straně lopatek. Přiváděné médium v kombinaci s pohybem lopatek umístěných na hřídeli zajišťuje fluidizaci dopravovaného materiálu a tím dokonalejší tekutost sypké hmoty.

Fluidizaěním médiem podle vynálezu je myšlena kapalina (např. voda) nebo plyn (např. vzduch nebo dusík) nebo disperze modifikovaných částic (např. nanočástice SiO₂) v plynu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže osvětlen s pomocí výkresů, kde na obrázku 1 je znázorněno konstrukční řešení turniketového podavače v řezu, na obrázcích 2 a 3 jsou detailní pohledy na konstrukci kanálků a drážek na spodní části lopatek u řešení s rovnoměrným rozdělením po celé délce spodní části lopatek a s vynechanými instancemi, na obrázcích 4 a 5 jsou detailní pohledy na konstrukci kanálků a drážek na spodní části lopatek u řešení s jednou drážkou a kanálkem po celé délce spodní části každé z lopatek, na obrázku 6 je izometrický pohled na model turniketového podavače s konstrukcí drážek na spodní části lopatek u řešení s rovnoměrným rozdělením po celé délce spodní části lopatek a na obrázku 7 je izometrický pohled na model turniketového podavače s konstrukcí drážek na spodní části lopatek u řešení s jednou drážkou a kanálkem po celé délce spodní části každé z lopatek.

-2CZ 304449 B6

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Turniketový podavač podle obrázků 1, 2, 3 a 6 je tvořen násypkou opatřenou nosnou konstrukcí 1, ve které je uložen rotační buben 2 obsahujícího dutou hřídel 3, která je opatřena lopatkami 4 pro dopravu sypké hmoty. Ve spodní části 7 lopatek 4 jsou vyfřézovány drážky 6, které jsou umístěny kanálky 5 pro přívod vzduchu. Dutá hřídel 3 je poháněna elektropohonem a je jí ke kanálkům 5 ve spodní části 7 lopatek 4 přiváděn vzduch, který v kombinaci s pohybem lopatek 4 rotačního bubnu 2 zajišťuje fluidizaci dopravovaného materiálu.

Příklad 2

Turniketový podavač podle obrázků 1, 4, 5 a 7 je tvořen násypkou opatřenou nosnou konstrukcí 1, ve které je uložen rotační buben 2 obsahující dutou hřídel 3, která je opatřena lopatkami 4 pro dopravu sypké hmoty. Ve spodní části 7 každé z lopatek 4 je po celé její části vyfrézována drážka 6. V místech, kde ve spodní části 7 lopatky 4 začíná drážka 6, je umístěn kanálek 5 pro přívod vzduchu. Dutá hřídel 3 je poháněna elektropohonem a je jí ke kanálkům 5 ve spodní části 7 lopatek 4 přiváděn vzduch, který v kombinaci s pohybem lopatek 4 rotačního bubnu 2 zajišťuje fluidizaci dopravovaného materiálu.

Průmyslová využitelnost

Turniketový podavač podle vynálezu je využitelný v oblasti dopravy sypkých hmot a v jejich procesním zpracování. Díky fluidizaci sypkého materiálu je zajištěna tekutost v dopravních systémech a tím je zajištěn bezproblémový tok v průběhu dopravy, manipulace a skladování sypkých hmot.

Claims

1. Turniketový podavač pro fluidizaci sypké hmoty, vyznačující se tím, že je tvořen nosnou konstrukcí (1), ve které je uložen rotační buben (2) obsahující dutou hřídel (3) opatřenou lopatkami (4), přičemž nosná konstrukce (1) je opatřena násypkou a lopatky (4) jsou na spodních stranách (7) opatřeny drážkami (6) a v místech, kde se na dutou hřídel (3) napojují lopatky (4) jsou umístěny kanálky (5) pro přívod fluidizačního média.

2. Turniketový podavač pro fluidizaci sypké hmoty podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní strana (7) každé jedné lopatky (4) je opatřena jednou drážkou (6) a jedním kanálkem (5) pro přívod fluidizačního média.

3. Turniketový podavač pro fluidizaci sypké hmoty podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní strana (7) každé jedné lopatky (4) je opatřena několika rovnoměrně rozmístěnými drážkami (6) a kanálky (5) pro přívod fluidizačního média.

-3CZ 304449 B6

4. Způsob fluidizace sypké hmoty podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dutou hřídelí (3) je až ke kanálkům (5) ve spodní části (7) lopatek (4) přiváděno pod tlakem fluidizační médium, které v kombinaci s pohybem lopatek (4) rotačního bubnu

5 (2) provádí fluidizaci dopravovaného materiálu.

5. Způsob fluidizace sypké hmoty podle nároku 4, vyznačující se tím, že fluidizačním médiem je kapalina nebo plyn nebo disperze modifikovaných částic v plynu.

ío 6. Způsob fluidizace sypké hmoty podle nároku 5, vyznačující se tím, že fluidizačním médiem je voda, vzduch, dusík, nebo disperze nanočástic SiO₂ ve vzduchu.